基于中距相位共轭（OPC）结合色散管理的光纤非线性补偿方案，可满足OPC的传输对称性，改善非线性补偿效果，但是该方案用到了大量的反向色散光纤（IDF），不仅不便于对现有线路的升级改造，而且IDF尚未形成量产。采用色散补偿光纤（DCF）代替上述方案中的IDF，对两种方案（分别称为IDF方案和DCF方案）的非线性补偿性能进行了比较，详细考察了两种方案对信道内四波混频（IFWM）的补偿。通过数值计算发现，如果在DCF方案中采取非对称功率传输，则可获得接近于IDF方案的理想补偿效果。

为了研究光差分相移键控(DPSK)调制格式在光纤高速传输系统中的色散补偿, 利用色散补偿光纤(DCF)的色散补偿原理, 对40Gbit/s光纤传输系统进行色散补偿, 分析了40Gbit/s单通道光纤传输系统中3种DPSK调制格式信号的频谱特性; 仿真了3种码型的色散容忍度以及3种调制格式在考虑光纤的非线性下的色散补偿方案。结果表明, 光非归零码差分相移键控(NRZ-DPSK)信号具有最好的色散容忍度, 但其受非线性的影响比较大; 33%归零码差分相移键控(33%RZ-DPSK)信号的色散容忍度差, 但其色散补偿后的效果优于NRZ-DPSK; 而载波抑制归零码差分相移键控信号对色散和非线性效应都有较好的抑制; 3种DPSK调制格式均在对称补偿2方案中色散补偿的效果最佳。此仿真研究对光DPSK信号在光纤中的色散补偿具有参考意义。

提出并制作了一种弯曲形变与应力拉伸可区分测量的全光纤敏感元件。全光纤敏感元件使用193nm ArF准分子激光器在单模-色散补偿-单模的干涉上刻写光栅, 组成光栅和迈克尔逊干涉的并联结构。分析了光纤敏感元件对弯曲和应力拉伸的响应机理。对光纤敏感元件进行了弯曲和拉伸测试, 实验结果表明: 在0～1.4m-1曲率下, 1524.27nm处干涉波谷的弯曲灵敏度为4.53dB/m-1, 线性度为0.991,光栅布拉格谐振峰处的能量基本不发生变化; 在0～500με拉伸形变范围内,1524.27nm处干涉波谷的形变拉伸灵敏度为-1.02pm/με, 线性度为0.979。布拉格谐振模式的形变拉伸灵敏度为0.615pm/με, 线性度为0.990。所提光纤敏感元件能够区分测量弯曲形变和应力拉伸, 其在工业应用具有较好的前景。

提出了一种光纤色散的简单快速测量方法。该方法采用光纤激光器结构,由Sagnac环和光纤耦合器组成的光纤环形镜作为谐振腔一端的反射腔镜,另一端反射腔镜为不同中心波长的光纤光栅。利用光开关依次构成n个独立的光纤激光器。通过对激光拍频的测量得到在不同波长下待测光纤的时延,进一步可以得到待测光纤的色散系数。利用该方法实现了对一根长度为500 m的色散补偿光纤的色散测量。结果表明,该方法切实可行、操作简单,能够实现光纤色散的快速测量,从而为通信系统中光纤的类型、长度等参数的合理选用提供参考。

提出一种基于光纤锥级联纤芯失配结构的马赫-曾德尔干涉流量传感器。在拉绳表面紧密粘贴传感器, 其底端悬挂圆形靶片, 靶片放置于管道内部; 当流体流过管道, 引起靶片发生横向移动, 传感器受到靶片轴向拉力作用, 导致透射谱发生变化; 通过监测干涉谱能量和波长变化实现外界物理量的测量。实验结果表明, 当流量在0.329~0.847L/s范围内变化时, 响应灵敏度为-0.472dB/( L/s), 线性度为0.993。所提传感器制作简单、灵敏度高, 具有较好的应用前景。

为实现光信号的有效传输, 研究了DCF(色散补偿光纤)和FBG(光纤布拉格光栅)的基本原理, 利用Optisystem软件对基于RZ(归零)码调制格式的单信道传输系统中的两种色散补偿方法进行仿真, 分别比较了前置补偿和后置补偿的色散补偿性能, 并在此基础上提出了FBG中间色散补偿。仿真结果表明, 采用FBG中间色散补偿后系统的Q值均高于另外两种色散补偿方式。进一步采用中间补偿的级联FBG模块作为波分复用系统的色散补偿器件, 利用Optisystem软件对此补偿方法进行仿真, 结果表明, 该方法在长距离传输时仍能保持良好的补偿效果。

设计了一种双向反馈布里渊-喇曼光纤激光器, 研究了布里渊泵浦对输出特性的影响.布里渊-喇曼光纤激光器由一段7 km色散补偿光纤、1 455 nm喇曼泵浦、可调谐激光器及双反馈环组成.喇曼泵浦功率固定在250 mW, 布里渊泵浦工作波段在喇曼峰值增益处附近, 可得到较多波长数输出.随着布里渊泵浦功率增加, 相邻的布里渊斯托克斯光和经背向瑞利散射的斯托克斯光之间功率差减小, 同时各阶斯托克斯光平均强度增加并达到饱和.受色散补偿光纤中喇曼交叉增益影响, 布里渊泵浦功率由1.8 dBm增加到6.9 dBm, 输出多波长数先增后减.当布里渊泵浦功率为4.4 dBm时, 对应输出波长数最多, 为37个, 波长间隔0.078 nm.

首先介绍了级联结构光纤参量放大器的工作原理, 即通过两种光纤色散补偿来平坦信号输出增益。其次推导出小信号近似下单泵浦级联光纤参量放大器的信号输出增益表达式, 并在此基础上利用Matlab软件对影响增益特性的各个参数进行数值分析。结果表明, 级联光纤参量放大器的峰值增益与增益带宽, 受到分段数、泵浦光功率、泵浦波长、色散补偿光纤(DCF)长度、高非线性光纤(HNLF)的零色散波长、HNLF长度、HNLF非线性系数和HNLF色散斜率的影响。

报道了一种基于色散补偿光纤内的马赫-曾德干涉效应的掺铒光纤环形激光器，得到了稳定的多波长激光输出。这种干涉效应有效地抑制了由均匀谱线展宽效应引起的不稳定的模式竞争，从而在室温下能够得到稳定的多波长激光输出。双波长激光输出比较稳定，峰值波动约小于1.1 dB，而三波长激光输出的峰值波动约为4 dB。

从非线性薛定谔方程入手,分析光纤色散和非线性效应对光纤传输系统的影响,提出利用色散补偿光纤(DCF)对色散进行补偿。比较不同的色散补偿方案(即DCF放置在系统中的不同位置进行色散补偿)补偿性能的优劣;分析占空比、啁啾系数、入射功率等参量对于方案的影响。仿真结果表明混合补偿为最佳补偿方案,同时选取合适的参量,能获取更佳补偿效果。